(57)【要約】【課題】  像担持体上の残留トナーへの帯電制御を行いクリーナレス方式にて回収するためのトナー帯電制御装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  像担持体１の回動に伴って像担持体１の回動方向下流側に位置変動可能な可動要素３ａを具備し且つ所定の制御電界５ａが印加される上流側帯電制御部材３と、この上流側帯電制御部材３の下流側に設けられ、上流側帯電制御部材３と異なる極性の制御電界５ｂが印加され且つ前記可動要素３ａの最大変形時に当該可動要素３ａとの最近接部がリーク可能に接近配置される下流側帯電制御部材４と、上流側帯電制御部材３と下流側帯電制御部材４との間にて上流側帯電制御部材３の可動要素３ａに接触して設けられ、前記可動要素３ａの位置変動量を抑え且つ前記リークを阻止する変動抑制手段６とを備える。【選択図】  図１
2007033818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能でトナー像が担持される像担持体に対向し、所定極性の帯電電荷が付与可能な帯電部材を備えた画像形成装置に設けられ、当該像担持体上の残留トナーの帯電量を制御するトナー帯電制御装置であって、
像担持体の回動に伴って像担持体の回動方向下流側に位置変動可能な可動要素を具備し且つ所定の制御電界が印加される上流側帯電制御部材と、
この上流側帯電制御部材の下流側に設けられ、上流側帯電制御部材と異なる極性の制御電界が印加され且つ前記可動要素の最大変形時に当該可動要素との最近接部がリーク可能に接近配置される下流側帯電制御部材と、
上流側帯電制御部材と下流側帯電制御部材との間にて上流側帯電制御部材の可動要素に接触して設けられ、前記可動要素の位置変動量を抑え且つ前記リークを阻止する変動抑制手段とを備えることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のトナー帯電制御装置のうち、帯電制御部材が２個の態様において、
上流側帯電制御部材は支持体にブラシ繊維が植毛された固定ブラシであり、一方、下流側帯電制御部材は回転部材であることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のトナー帯電制御装置において、
前記回転部材は、円柱若しくは円筒形支持体の周面にブラシ繊維が植毛された回転ブラシであることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のトナー帯電制御装置において、
回転部材は、像担持体と対向する部位にて像担持体の移動方向と異なる方向に回転することを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項５】
請求項２記載のトナー帯電制御装置において、
変動抑制手段は、固定ブラシに接するように設けられた可撓性フィルム部材であることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のトナー帯電制御装置において、
可撓性フィルム部材は、像担持体から離間して配設されることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項７】
請求項２記載のトナー帯電制御装置において、
変動抑制手段は、固定ブラシの一部に絶縁性塗膜を形成したものであることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項８】
請求項２記載のトナー帯電制御装置において、
変動抑制手段は、固定ブラシのブラシ繊維の一部を絶縁性繊維としたものであることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項９】
請求項１記載のトナー帯電制御装置のうち、帯電制御部材が２個の態様において、
上流側帯電制御部材の制御電界は、残留トナーへトナー本来の極性とは異なる極性が付与される方向の電界であり、一方、下流側帯電制御部材の制御電界は、残留トナーへトナー本来の極性が付与される方向の電界であることを特徴とするトナー帯電制御装置。
【請求項１０】
回動可能でトナー像が担持可能な像担持体と、
この像担持体を帯電する帯電手段と、
この帯電手段によって帯電された像担持体の帯電面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
この静電潜像形成手段によって形成された静電潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、
像担持体に対向配置され且つ像担持体上のトナー像を転写媒体上に転写する転写手段と、
この転写手段と前記帯電手段との間に配設された請求項１乃至９のいずれかに記載のトナー帯電制御装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置におけるクリーナレス方式において用いられ、感光体等のトナー像担持体上の残留トナーへの帯電制御を行うトナー帯電制御装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置において、感光体にブレード等の専用のクリーニング装置を使用しない所謂クリーナレスタイプの画像形成装置では、転写後に感光体上に残留する残留トナーを帯電ブラシによって帯電制御を行い、その後現像器にて回収する方式が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
例えば、特許文献１には、感光体の帯電（静電潜像を形成可能にするための帯電）前に残留トナーにトナー本来の極性（正規極性）を付与させるように、感光体との間に正規極性方向の電界が印加された固定ブラシを用いる方式が提示されている。
また、特許文献２，３には、感光体への帯電前に感光体との間にトナー本来の極性とは逆の極性（逆極性）の電界が印加された固定ブラシを用いた方式が提示されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方式のうち、帯電前に正規極性を付与する方式では、転写時の放電等の影響によって逆帯電したようなトナーも含めた残留トナーへの帯電制御が均一化され難く、帯電時に帯電装置に吸着するようになり、帯電装置そのものを汚す虞がある。一方、逆帯電する方式では、帯電装置での残留トナーの捕集を行い、捕集された残留トナーが徐々に正規極性に変化することで帯電装置から吐き出す方式となっている。したがって、帯電装置での捕集は必須であり、帯電装置自体の汚れを防ぐことはできない。そのため、帯電装置による感光体への帯電時に均一な帯電が確保され難くなり、画像欠陥を生じ易くなる虞がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１５７９９号公報（発明の実施の形態、図１）
【特許文献２】特開平１０−３１３４６号公報（発明の実施の形態、図３）
【特許文献３】特開２００２−１２３１２６号公報（発明の実施の形態、図２）
【特許文献４】特開２００２−９９１７６号公報（発明の実施の形態、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば特許文献４には、転写後の感光体上の残留トナーを帯電前に一旦逆極性に帯電させ、その後、正規極性に戻すように異なる電界が付与された二個の固定ブラシを用いる方式が提示されている。
このような方式にあって、装置自体の小型化を行うためには、異なる電界が印加された二個の固定ブラシ間を如何に近接させ得るかどうかが課題となる。
【０００６】
また、接触帯電方式では、帯電ロールで発生した放電生成物が感光体上に蓄積し、特に高湿環境下にて、画像に白抜けが生じるという問題がある。この放電生成物をリフレッシュするには、放電生成物にトナーが接触する方が効果が高いことが分かっている（尚、ブレード方式では、感光体表面から削り取る方法となっている）。
固定ブラシは、その表面にトナーを保持させて、放電生成物をリフレッシュする機能を有しているが、固定ブラシの下流側に回転ブラシを配置した場合、特にプロセススピードを高くすると、回転ブラシ側にトナーが吸い寄せられて、固定ブラシ表面にトナーを十分保持できなくなり、放電生成物の十分なリフレッシュ機能が確保されず、白抜けの発生に繋がり易くなるという課題もある。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、像担持体上の残留トナーへの帯電制御を行いクリーナレス方式にて回収するためのトナー帯電制御装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、回動可能でトナー像が担持される像担持体１に対向し、所定極性の帯電電荷が付与可能な帯電部材２を備えた画像形成装置に設けられ、当該像担持体１上の残留トナーの帯電量を制御するトナー帯電制御装置であって、像担持体１の回動に伴って像担持体１の回動方向下流側に位置変動可能な可動要素３ａを具備し且つ所定の制御電界５ａが印加される上流側帯電制御部材３と、この上流側帯電制御部材３の下流側に設けられ、上流側帯電制御部材３と異なる極性の制御電界５ｂが印加され且つ前記可動要素３ａの最大変形時に当該可動要素３ａとの最近接部がリーク可能に接近配置される下流側帯電制御部材４と、上流側帯電制御部材３と下流側帯電制御部材４との間にて上流側帯電制御部材３の可動要素３ａに接触して設けられ、前記可動要素３ａの位置変動量を抑え且つ前記リークを阻止する変動抑制手段６とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このような技術的手段において、上流側帯電制御部材３及び下流側帯電制御部材４の数量は特に限定されないが、装置構成を小型簡略化する観点からは上流側帯電制御部材３並びに下流側帯電制御部材４が夫々１個の態様が好ましい。
また、上流側帯電制御部材３は、上流側に配設されて可動要素３ａを有する部材であればよく、固定ブラシ、帯電フィルム等の態様が挙げられる。一方、下流側帯電制御部材４が上流側帯電制御部材３と同様の可動要素を持つかどうかは限定されない。
【００１０】
更に、本発明における変動抑制手段６は、上流側帯電制御部材３の可動要素３ａに接触して設けられればよく、上流側帯電制御部材３に直接設けられるようにすることが小型化等の観点から好ましいが、例えばハウジングケース等から設けるようにしても差し支えない。また、変動抑制手段６としては、例えば絶縁性フィルムの設置、絶縁塗膜処理、絶縁性ブラシ繊維の適用等が挙げられ、これらの変動抑制手段６を備えることで、帯電制御部材３，４を近接配置させても、リークの発生を阻止することができ、残留トナーへの有効な帯電制御を行う制御電界が印加されるようになる。
尚、「可動要素３ａの最大変形時に当該可動要素３ａとの最近接部がリーク可能に接近配置される」とは、上流側帯電制御部材３に何も付加しない状態で可動要素３ａが最大変形した時にリークに至る距離内に下流側帯電制御部材４が配置されることを意味する。また、本件でいうリークとは、両者間で特に高湿環境下での画質劣化に至る場合の漏れ電流等を意味するもので、画質に影響しない範囲での微小な程度のリークは含まない。
【００１１】
そして、本発明のトナー帯電制御装置のうち、帯電制御部材３，４が２個の態様において、上流側帯電制御部材３は支持体にブラシ繊維が植毛された固定ブラシとし、一方、下流側帯電制御部材４は回転部材とすることが好ましく、この場合、固定ブラシによる像担持体１上の十分な摺擦力が確保できると共に、回転部材による残留トナーへの有効な帯電制御も可能になり、残留トナーの効果的な回収ができる小型のトナー帯電制御装置が可能になる。尚、このことは以下の理由による。
【００１２】
特許文献４にて提示された方式では、上流側並びに下流側の帯電制御部材として、いずれも固定ブラシを使用している。このように固定ブラシを使用する場合、上流側の固定ブラシにて像担持体上の摺擦効果は確保されるものの、下流側の固定ブラシによっても像担持体表面は摺擦され、摺擦効果としては十分確保される。しかしながら、固定ブラシに一旦付着したトナーは固定ブラシに捕捉され易く、その分、固定ブラシに捕捉されたトナーが固定ブラシから不規則的に吐き出されるようにもなる。そのため、トナー帯電制御装置を汚し、画質劣化を引き起こす引き金にもなる。
【００１３】
このような問題に対し、本件出願人は、先に特願２００４−０７３０７５にて、複数の帯電制御部材を使用する場合に上流側の帯電制御部材として摺擦効果が高い固定ブラシを用い、下流側の帯電制御部材として回転部材を用いることで、像担持体上の残留トナーへの帯電制御が安定に行われると共に固定ブラシで吐き出されたトナーの均一化も効果的に行われ、帯電部材への汚れの影響も排除したクリーナレス方式のトナー帯電制御装置を提案した。
このことから、上流側帯電制御部材３を固定ブラシとし、下流側帯電制御部材４を回転部材とすることで、残留トナーへの有効な帯電制御が行われるようになる。
【００１４】
また、本発明における回転部材としては、ブラシ状、ロール状を問わないが、円柱若しくは円筒形支持体の周面にブラシ繊維が植毛された回転ブラシとすることが、残留トナーへの接触力を小さくして帯電制御を一層均一化させる観点から好ましい。更に、回転部材は像担持体１と対向する部位にて像担持体１の移動方向と異なる方向に回転するようにすることが好ましく、回転部材と像担持体１とが互いに反対方向（Ａｇａｉｎｓｔ方向）に回転することで、残留トナーへの帯電制御効果が一層向上するようになる。
【００１５】
また、本発明における変動抑制手段６の具体的態様としては、固定ブラシに接するように設けられた可撓性フィルム部材とすることが好ましく、これによれば、ブラシ繊維の位置変動量が可撓性フィルム部材によって小さく抑えられ、固定ブラシと回転部材とを近接して配置することが可能になり、小型で安定したトナー帯電制御装置を実現することが可能になる。尚、可撓性フィルム部材は、固定ブラシに取り付けられてもよいし、例えばハウジングケースにブラケットを設け、そこに固定するようにしてもよい。また、可撓性フィルム部材は、単層構成でもよいし、例えば一部が剛性を有する部材と積層された構成であってもよい。そして、可撓性フィルム部材は、像担持体１に接触していてもよいが、像担持体１上の通電による放電生成物の発生を防止する観点から、像担持体１と離間していることが好ましい。
【００１６】
更に、変動抑制手段６は、固定ブラシの一部に絶縁性塗膜を形成したものとすることが好ましく、この場合、絶縁性塗膜は固定ブラシの下流端部側に形成されていればよく、また、絶縁性塗膜は可撓性を備える方がよいが、その形成方法は特に限定されない。これにより、固定ブラシの位置変動量が絶縁性塗膜によって小さく抑えられ、小型のトナー帯電制御装置を実現することが可能になる。尚、絶縁性塗膜の具体的態様としては、シリコーンＲＴＶゴム等の液状物質を塗布した後に硬化させる方式が挙げられ、このように低温処理可能な塗膜とすることで、絶縁性塗膜形成時にブラシ繊維等への熱影響を大幅に軽減でき、固定ブラシ自体の変質等を抑えることができるようになる。
【００１７】
更にまた、変動抑制手段６としては、固定ブラシのブラシ繊維の一部を絶縁性繊維とすることが好ましく、これによれば、固定ブラシのブラシ繊維全体を一つのブラシとして機能させることができ、像担持体１への摺擦力等が一層均一化されるようになる。また、絶縁性繊維によって固定ブラシの位置変動量（特に導電性ブラシ繊維の位置変動量）を小さく抑えることができ、小型のトナー帯電制御装置を実現することが可能になる。尚、絶縁性繊維は、固定ブラシのブラシ繊維（導電性部分）と、その繊維素材や線径等を同様にすることが像担持体１との均一な接触状態を保つ観点から一層好ましい。また、固定ブラシの支持体は稼働中の変形等によって回転部材への接触を考慮する必要がないことから、特に絶縁処理を行わなくても差し支えない。
【００１８】
本発明において、像担持体１上の残留トナーの有効的な回収を行う観点から、帯電制御部材３，４が２個の態様にあっては、上流側帯電制御部材３の制御電界５ａは、残留トナーへトナー本来の極性とは異なる極性が付与される方向の電界であり、一方、下流側帯電制御部材４の制御電界５ｂは、残留トナーへトナー本来の極性が付与される方向の電界であることが好ましく、これによれば、上流側で逆極性（トナー本来の極性とは逆）を印加することで、例えば像担持体１からのトナーの転写時に両極性になって残留したトナーを一旦逆極性に向かわせ、次に下流側での正規極性（トナー本来の極性）付与時に残留トナーを正規極性に安定して揃えることができるようになり、像担持体１からの残留トナーの回収が一層やり易くなる。
【００１９】
そして、本発明は上述したトナー帯電制御装置のみならず、画像形成装置をも対象とするものである。すなわち、回動可能でトナー像が担持可能な像担持体１と、この像担持体１を帯電する帯電手段と、この帯電手段によって帯電された像担持体１の帯電面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、この静電潜像形成手段によって形成された静電潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、像担持体１に対向配置され且つ像担持体１上のトナー像を転写媒体上に転写する転写手段と、この転写手段と前記帯電手段との間に、上述したトナー帯電制御装置を配設するようにすればよい。
このような態様において、静電潜像形成手段としては、電子写真方式、静電記録方式を含み、また、転写媒体としては、用紙等の記録材及び中間転写体を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、像担持体の帯電部材の上流側にて、互いに異なる制御電界が印加可能な複数の上流側帯電制御部材及び下流側帯電制御部材を備え、これらの帯電制御部材のうち、少なくとも上流側帯電制御部材には像担持体の回動に伴って下流側に向かって位置変動する可動要素を具備し、上流側帯電制御部材の可動要素の最大変形時にこの可動要素との最近接部がリーク可能に接近配置される下流側帯電制御部材とを備え、更に、上流側帯電制御部材と下流側帯電制御部材との間にて上流側帯電制御部材の可動要素に接触して設けられ、前記可動要素の位置変動量を抑え且つ前記リークを抑制する変動抑制手段を設けたので、小型で帯電制御特性の安定したトナー帯電制御装置を実現することが可能になる。
また、変動抑制手段によりトナーの飛散が抑えられ、更に、トナーが下流側帯電制御部材に吸い寄せられずに上流側帯電制御部材に保持されるようになり、高湿環境下においても高プロセススピードで安定した画像を出力することが可能になる。
更にまた、上述したトナー帯電量制御装置を備えることで、小型の画像形成装置を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、本実施の形態における画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置本体１０内に例えば電子写真方式にて各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））トナー像が形成担持される感光体ドラム１１（１１ａ〜１１ｄ）を中間転写ベルト２０上に並列配置したものである。
【００２２】
また、感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電ロール等の帯電装置１３、帯電された感光体ドラム１１に静電潜像を形成するＬＥＤアレイ等からなる露光装置１４、感光体ドラム１１上に形成された潜像をトナーにて可視像化する現像装置１２（１２ａ〜１２ｄ）、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０を挟んで対向する位置に設けられて感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する転写ロール等の一次転写装置１５が配設されている。更に、帯電装置１３と一次転写装置１５との間で感光体ドラム１１に対向する位置には、本件の特徴点である残留トナーの帯電制御を行うトナー帯電制御装置５０が設けられている。尚、このトナー帯電制御装置５０の詳細は後述する。
【００２３】
中間転写ベルト２０は、３個の張架ロール２１〜２３に掛け渡され、例えば張架ロール２２を駆動ロールとして図の矢印方向に循環移動するようになっている。また、この中間転写ベルト２０の感光体ドラム１１ａの上流側に位置する張架ロール２１と対向する位置には、中間転写ベルト２０上の残留トナーを清掃するベルトクリーニング２４が中間転写ベルト２０に対し接離自在に設けられている。
【００２４】
更に、装置本体１０内には、各現像装置１２（１２ａ〜１２ｄ）へ各色トナーを補給するトナー補給ボトル１６（１６ａ〜１６ｄ）が設けられ、図示外の連通路を経由して夫々の現像装置１２へトナーを供給できるようになっている。
【００２５】
そして、本実施の形態では、装置本体１０の下部には、記録材としての用紙Ｓを供給可能にする給紙カセット２５が装置本体１０に対し引き出し可能に設けられている。また、この給紙カセット２５の近傍には、給紙カセット２５から用紙Ｓをピックアップするピックアップロール２６、このピックアップロール２６の下流側に対向配置されるフィードロール２７とリタードロール２８とが設けられ、ピックアップされた用紙Ｓを捌いて一番上の１枚だけが所定の用紙搬送経路に搬送されるようになっている。
また、それらの下流側には、捌かれて搬送された用紙Ｓの位置決め規制を行うレジストロール２９が配設され、更にその下流側には、中間転写ベルト２０上に一次転写されたトナー像を用紙Ｓ上に一括転写する二次転写ロール等の二次転写装置３０が、張架ロール２３をバックアップロールとして配設されている。
更に、この二次転写装置３０の下流側には、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を定着する定着装置３２が設けられ、例えば加熱ロール３２ａと加圧ロール３２ｂとで構成されるようになっている。そして、この定着装置３２の下流側で装置本体１０の端部には、定着を終えた用紙Ｓを装置本体１０の筐体表面に設けられた排出トレイ１０ａへ排出する排出ロール３１が設けられている。
【００２６】
本実施の形態における現像装置１２は、図３に示すように、現像ハウジング４１内に負帯電トナー及び磁性キャリアが含まれる二成分現像剤を収容し、現像ハウジング４１の開口部には感光体ドラム１１に対向して現像剤を担持するマグロール４２を備えている。
本実施の形態のマグロール４２は、回転可能な非磁性の現像スリーブ４２ａと、この現像スリーブ４２ａの内部に固定的に配置され、複数の磁極を有する磁石体４２ｂとを備え、現像スリーブ４２ａは感光体ドラム１１とＡｇａｉｎｓｔ方向（対向する部位で互いに逆方向）に回転するようになっている。また、このマグロール４２の磁石体４２ｂは、その外周部に複数の磁極（Ｓ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｎ１，Ｎ２）を備えており、感光体ドラム１１と対向する位置に磁極Ｓ１を設ける一方、磁極Ｓ２に対向する位置にはマグロール４２上の現像剤量を規制するトリマ４３が設けられている。
このように、本実施の形態では、磁石体４２ｂの磁極Ｎ２がピックアップ磁極、磁極Ｓ２がトリミング磁極、磁極Ｎ３が搬送磁極、磁極Ｓ１が現像磁極、磁極Ｎ１と磁極Ｎ２とで反発磁極（ピックオフ磁極）を形成するようになっている。尚、本実施の形態において、夫々の磁極の配置や数は本形態に限定されるものではなく、適宜選定して差し支えない。
【００２７】
また、マグロール４２には、感光体ドラム１１との間で感光体ドラム１１上の静電潜像を現像するための現像バイアスを印加するバイアス電源４７が接続されている。
更に、マグロール４２の後方には、現像剤を撹拌搬送すると共にマグロール４２への現像剤を供給する一対のオーガー４５（４５ａ，４５ｂ）が、例えばオーガー４５ａをサプライオーガー、オーガー４５ｂをアドミクスオーガーとして設けられている。
【００２８】
そして、感光体ドラム１１に対向配置される帯電装置１３の上流側には、本件の特徴点であるトナー帯電制御装置５０が設けられている。
トナー帯電制御装置５０は、感光体ドラム１１の回転方向上流側に配設された上流側帯電制御部材としての固定ブラシ５２と、下流側に配設された下流側帯電制御部材としての回転ブラシ５３とがハウジングケース５１内に収容された構成となっている。
【００２９】
次に、トナー帯電制御装置５０の詳細について、図４を基に説明する。
トナー帯電制御装置５０内に収容されている固定ブラシ５２は、金属等の導電性部材からなる支持体５２ａに導電性ブラシ繊維５２ｂが植毛されたものであり、その支持体５２ａには感光体ドラム１１との間にトナーの正規極性（本実施の形態では負帯電トナーを使用しているためマイナス極性）とは逆のプラス電界が加わるようにバイアス電源５４が接続されている。一方、回転ブラシ５３は、円柱状の導電性部材からなる円柱支持体５３ａの周面に導電性ブラシ繊維５３ｂが植毛されたものであり、この円柱状支持体５３ａには感光体ドラム１１との間にトナーの正規極性と同一のマイナス電界が加わるようにバイアス電源５５が接続されている。そして、回転ブラシ５３は感光体ドラム１１の回転方向に対し、Ａｇａｉｎｓｔ方向（対向部位で逆方向）に回転するようになっている。
尚、ここでいう導電性とは、感光体ドラム１１上の残留トナーに対し、有効な制御電界が付与できる程度の導電性を備えていればよい。
【００３０】
更に、本実施の形態では、固定ブラシ５２の支持体５２ａにて、回転ブラシ５３側に面する部位には、固定ブラシ５２と回転ブラシ５３との間での電気的リークを防止するために、可撓性を備えた絶縁フィルム５６がその一端側を支持体５２ａに固着されて設けられている。また、この絶縁フィルム５６の反対側は感光体ドラム１１の近傍まで延びた長さとなっている。
そのため、感光体ドラム１１の回転によって固定ブラシ５２のブラシ繊維５２ｂが下流側に設置された回転ブラシ５３側に倒れる（位置変動する）ようになっても、この絶縁フィルム５６によってブラシ繊維５２ｂの倒れ（位置変動）を小さく抑えることができ、そのため、固定ブラシ５２と回転ブラシ５３とのリークを防ぐことができ、両者の配設距離を短くすることができるようになっている。更に、可撓性の絶縁フィルム５６を使用することで、固定ブラシ５２のブラシ繊維５２ｂの適度な倒れを妨げることもなく、固定ブラシ５２による感光体ドラム１１上の摺擦力が維持できるようになっている。
【００３１】
次に、本実施の形態における現像装置１２の作動について、図３を用いて、特にマグロール４２での現像剤の挙動を中心に説明する。
ピックアップ磁極Ｎ２によってマグロール４２上に供給された現像剤は、マグロール４２の現像スリーブ４２ａに吸着されて搬送される。そして、トリマ４３を通過した現像剤は所定の量に調整され、感光体ドラム１１と対向する現像領域に達する。そして、バイアス電源４７による現像バイアスにより、現像剤中のトナーが感光体ドラム１１上の潜像に付着してトナー像として可視像化（現像）する。
【００３２】
一方、感光体ドラム１１上でのトナーの挙動については、次のようになる。
図５は、感光体ドラム１１上のトナーの挙動を模式的に示したものであり、現像によって静電潜像が可視像化された感光層上には、殆どが正規極性であるトナー（本例はマイナストナー）が付着する。
このトナーが中間転写ベルト２０に転写される際に、感光層上に残留する残留トナーは転写時の放電エネルギーの影響によって正規極性及び逆極性のトナーが混在するようになる。そこで、固定ブラシ５２によって残留トナーへ逆極性の電界を印加すると、残留トナーはほぼ逆極性に帯電される。この逆極性に揃った残留トナーに対し、回転ブラシ５３にて正規極性を印加することで、残留トナーを容易に正規極性に揃えることができるようになる。
【００３３】
正規極性に揃った残留トナーは、帯電装置１３による感光層の帯電時には、そのまま感光層側に維持されるため、帯電装置１３を汚すこともなく、続く露光装置１４に供される。
露光時には残留トナーはそのまま保持され続ける。
次の現像時に、バイアス電源４７から現像バイアスが加わることで、画像部では残留トナーを感光層側に吸引する静電引力が働くが、非画像部では残留トナーを感光層側から離そうとする斥力が作用するようになる。そして、非画像部の残留トナーは現像バイアスの交番電界によってマグロール４２側へ回収されるようになる。
尚、本例では、残留トナーとして中間転写ベルト２０への未転写トナーを説明したが、中間転写ベルト２０への転写時には、上流側で転写された他色のトナーの一部が感光体ドラム１１側にオフセットする所謂リトランスファーによっても生じるが、これも上述した残留トナーと同様の作用によって回収されることは云うまでもない。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、トナー帯電制御装置５０内に設けられた固定ブラシ５２のうち、回転ブラシ５３側に絶縁フィルム５６を備えるようにしたので、固定ブラシ５２と回転ブラシ５３を近接して配置しても、固定ブラシ５２が感光体ドラム１１と摺擦して下流側に倒れるような変形によって両者間での電気的なリークが発生することがなく、小型で簡略化されたトナー帯電制御装置５０を実現することが可能になる。
また、固定ブラシ５２にトナーの正規極性とは逆の電界を印加し、回転ブラシ５３には正規極性の電界を印加することで、トナー帯電制御装置５０通過後の残留トナーの極性が正規極性に揃っているため、感光体ドラム１１に例えばブレード等のクリーニング手段を備えなくても、現像装置１２にて容易に回収することができるようになる。
【００３５】
また、トナー帯電制御装置５０の固定ブラシ５２には、回転ブラシ５３に比べ、比較的多くのトナーが堆積し易い。そのため、画像形成装置が例えば停止状態から稼働状態になり、感光体ドラム１１が回転し始めると、固定ブラシ５２に捕捉されていたトナーが一度に感光体ドラム１１上に吐き出されてしまうことがある。そのため、感光体ドラム１１上には局所的にトナーが厚く付着した箇所ができるようにもなる。
このような場合には、例えば固定ブラシ５２に印加される電界の極性を適宜切り替えるようにすれば、固定ブラシ５２に捕捉されたトナーは固定ブラシ５２から徐々に吐き出されるようになり、そのため、下流側の回転ブラシ５３によって十分に均されながら帯電制御が行われることから、問題は解消されるようになる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態では、固定ブラシ５２の回転ブラシ５３側に沿った面に絶縁フィルム５６を設けたので、固定ブラシ５２のブラシ繊維５２ｂが感光体ドラム１１との摺擦によって回転ブラシ５３側に倒れるように変形しても、両者間での電気的なリークを回避することができ、両者を近接配置することで小型化されたトナー帯電制御装置５０を実現することが可能になる。
また、絶縁フィルム５６を使用することで、フィルムの可撓性によって固定ブラシ５２のブラシ繊維５２ｂの適度な逃げ（感光体ドラム１１と摺擦する際に生じるブラシ繊維５２ｂの適度な位置変動）を確保することができ、ブラシ繊維５２ｂに過度の先端力が加わることもなく、感光体ドラム１１表面へのスクラッチやトナーのフィルミング等の発生を抑えることができる。
更に、絶縁フィルム５６を感光体ドラム１１表面から離間して配置したので、白抜け等の画像欠陥を防ぐことが可能になる（この現象については後述する実施例にて詳述する）。
【００３７】
尚、本実施の形態では、トナー帯電制御装置５０の帯電制御部材として上流側に固定ブラシ５２を設け、下流側に回転ブラシ５３を設けるようにしたが、下流側の回転ブラシ５３の代わりに回転ロールを使用しても同様の効果を奏することは云うまでもない。
また、小型化されたトナー帯電制御装置５０としては、二つの固定ブラシを配設することも可能で、この場合、上流側の固定ブラシの下流端部側に絶縁フィルム５６を設けるようにすればよい。
更に、本実施の形態では、現像剤として二成分現像剤を使用したが、例えば一成分現像剤を用いるようにした画像形成装置においても、本件のトナー帯電制御装置５０を使用することは可能である。
【００３８】
◎実施の形態２
図６は、本発明が適用された画像形成装置に用いられる実施の形態２のトナー帯電制御装置５０を示すものである。
本実施の形態の画像形成装置並びに現像装置は実施の形態１と同様に構成されるため省略し、トナー帯電制御装置５０のみを示す。尚、実施の形態１と同様の構成要素については同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００３９】
同図において、本実施の形態におけるトナー帯電制御装置５０は、実施の形態１同様、上流側に固定ブラシ５７、下流側に回転ブラシ５３が図示外のハウジングケースに収容された構造となっている。
また、実施の形態１同様、固体ブラシ５７にはバイアス電源５４が接続され、残留トナーにトナーの正規極性とは逆の極性が加わるようになっており、回転ブラシ５３にはバイアス電源５５が接続され、正規極性と同じ極性が加わるようになっている。
【００４０】
特に、本実施の形態では、固定ブラシ５７の回転ブラシ５３側には、絶縁性の塗膜処理が施され、固定ブラシ５７の支持体５７ａ並びにブラシ繊維５７ｂの一部に絶縁塗膜５８を有するようになっている。
このような絶縁塗膜５８を形成するには、例えば粘度の小さいシリコーンＲＴＶゴム溶液を張った液中に固定ブラシ５７の一部のみを浸漬した後引き上げ、塗膜を硬化させるようにすればよく、この場合、形成された絶縁塗膜５８は可撓性があり、固定ブラシ５７のブラシ繊維５７ｂの動きにほぼ合わせて感光体ドラム１１表面を摺擦するようになる。
尚、絶縁塗膜５８としては、シリコーンＲＴＶゴムに限定されず、固定ブラシ５７への塗布が可能で、絶縁性を備えるものであれば適宜選定して差し支えないが、更には、可撓性を備える方が固定ブラシ５７のブラシ繊維５７ｂの動きを阻害しない観点から好ましい。
【００４１】
以上のように、本実施の形態では、固定ブラシ５７の回転ブラシ５３側に沿った部分に絶縁塗膜５８を設けたので、固定ブラシ５７と回転ブラシ５３とを近接配置することができ、簡易な構成で小型化されたトナー帯電制御装置５０を実現することができる。特に、絶縁塗膜５８として可撓性を備える塗膜とすることで、固定ブラシ５７のブラシ繊維５７ｂが感光体ドラム１１を摺擦する際その動きを阻害することもない。
尚、絶縁塗膜５８として可撓性が不十分な場合には、ブラシ繊維５７ｂの感光体ドラム１１近傍側の塗膜処理を行わないようにすることも可能で、このようにすれば、ブラシ繊維５７ｂの動きが阻害されることを防ぐことが可能になる。
【００４２】
◎実施の形態３
図７は、本発明が適用された画像形成装置に用いられる実施の形態３のトナー帯電制御装置５０を示すものである。
本実施の形態の画像形成装置並びに現像装置は実施の形態１と同様に構成されるため省略し、トナー帯電制御装置５０のみを示す。尚、実施の形態１と同様の構成要素については同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４３】
同図において、本実施の形態におけるトナー帯電制御装置５０は、実施の形態１同様、上流側に固定ブラシ５９、下流側に回転ブラシ５３が図示外のハウジングケースに収容された構造となっている。
また、実施の形態１同様、固体ブラシ５９にはバイアス電源５４が接続され、残留トナーにトナーの正規極性とは逆の極性が加わるようになっており、回転ブラシ５３にはバイアス電源５５が接続され、正規極性と同じ極性が加わるようになっている。
【００４４】
特に、本実施の形態における固定ブラシ５９は、支持体５９ａに植毛されたブラシ繊維５９ｂのうち、回転ブラシ５３側の一部が絶縁性のブラシ繊維５９ｃになっている。この絶縁性のブラシ繊維５９ｃは、通常の導電性のブラシ繊維５９ｂと同様の素材で構成されていることから、固定ブラシ５９のブラシ繊維全体（符号５９ｂと符号５９ｃとで構成される）が一様に感光体ドラム１１に摺擦することが確保される。また、回転ブラシ５３側のブラシ繊維５９ｃが絶縁性を備えているため、感光体ドラム１１との摺擦によってブラシ繊維５９ｃが倒れて変形しても、回転ブラシ５３側との電気的なリークの発生を防ぎ、固定ブラシ５９と回転ブラシ５３とを近接配置させることを阻害することがない。
したがって、本実施の形態においても、上述した実施の形態１及び２と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００４５】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１の構成（図４参照）にて、固定ブラシへ設けた絶縁フィルムと感光体ドラムとの距離（絶縁フィルムの端部と感光体ドラム表面とのギャップ）と出力される画像との関係を評価検討したものである。
【００４６】
通常、ブラシ周辺にてトナー飛散による機内汚染を防止する目的で設置されるフィルムは、感光体ドラムに接して設けられるのが普通である。一方、本件での絶縁フィルムを固定ブラシに設ける場合には、絶縁フィルムが感光体ドラムと接触すると、感光体ドラムとの摩擦により回転ブラシ側へ引き込まれ、回転ブラシと接触し易い状態になる。更にこのような状況は、固定ブラシの繊維径を小さくした場合にプリント枚数の増加に伴い、繊維状態が劣化することで一層顕著になる。このような場合には、特に高温高湿環境において画像出力を行うと、画像面内にプロセス方向の筋状の白抜けが発生することがある。
【００４７】
そのため、本実施例で白抜け発生についての評価を行った。尚、このときの主たるパラメータは次のようにした（図８参照）。
（１）固定ブラシ
ブラシ繊維材料：６ナイロン、繊維径：２デニール、繊維長：５ｍｍ、食込量１ｍｍ、抵抗：１×１０８．５Ω・ｃｍ、印加バイアス：ＤＣ＋１５０Ｖ，ＡＣ５０Ｖ重畳
（２）回転ブラシ
ブラシ繊維材料：６ナイロン、繊維径：０．５デニール、繊維長：２．５ｍｍ、食込量：１ｍｍ、ブラシ直径：１０ｍｍ、印加バイアス：−８００Ｖ
（３）絶縁フィルム
ポリウレタンシート、厚さ２００μｍ
（４）その他
回転ブラシと絶縁フィルムとの距離（食い込みがないものとしたときの最短距離）：３ｍｍ、プロセススピード：２０８ｍｍ／ｓ、評価プリント枚数（評価ＰＶ）：Ａ４サイズで１００ｋＰＶ、感光体ドラム径：３０ｍｍ、評価環境：高温高湿環境
【００４８】
結果は、図９に示すように、絶縁フィルムと感光体ドラムとの距離を所定の範囲に保つことで、リーク電流も小さく抑えられ、白抜け発生を抑えられることが確認された。
本実施例では、距離を２００μｍ、５００μｍ（ギャップを開ける方向）としたときに
良好な結果が得られた。また、絶縁フィルムを感光体ドラムに接触させた場合や、逆に開きすぎた場合にはリーク電流及び白抜けは悪くなることが判明した。
尚、図中、白抜けレベルは、○印：発生なし、△印：発生するが許容できるレベル、×印：白抜けが明らかに分かるレベル、とした。
【００４９】
この現象の発生メカニズムは、次のように想定される。
絶縁フィルムは、高温高湿環境下において、表面に水分の付着が起こり、そのため、固定ブラシと回転ブラシとの間でリークが生じる。そのため、感光体ドラムと絶縁フィルムとの接触面でも放電が生じ、感光体ドラム表面に放電生成物が残留するようになり、これが白抜けを起こす。
一方、絶縁フィルムを感光体ドラムから離間させ過ぎると、固定ブラシのブラシ繊維が回転ブラシに倒れて接触し易くなり、白抜けが起こるようになる。
【００５０】
以上のように、本実施例では、固定ブラシに絶縁フィルムを設け、この絶縁フィルムの端部を感光体ドラムから所定の距離だけ離すように設定することで、高温高湿状態にあっても白抜け等の画像欠陥のない画像形成が行われることが確認された。また、この状態において、トナー帯電制御装置としての働きも十分確保されることが確認された。
尚、本実施例では絶縁フィルムとしてポリウレタンシートを使用したが、これに限定されず、他の絶縁フィルム材料も使用できることは云うまでもない。
【００５１】
◎実施例２
本実施例は、実施の形態２の構成（図６参照）において、固定ブラシと回転ブラシ間の距離（食い込みを考えない場合の最短距離）と出力される画像との関係を評価検討したものである。尚、本実施例では、絶縁処理を行わないものとも比較した。
【００５２】
本実施例における主たるパラメータは実施例１と同様にした。
また、絶縁塗膜としては、シリコーンＲＴＶゴム、エポキシ樹脂系接着剤を使用し、例えばバット内に塗膜液を張り、固定ブラシを浸漬させるようにした。このとき、塗膜の浸漬高さは約０．５ｍｍとなるようにした。
【００５３】
結果は、図１０に示すように、固定ブラシと回転ブラシとの距離を１．０〜１０．０ｍｍの距離で変更させると、絶縁塗膜を施したものでは、狭い距離でも白抜きの発生は確認されなかったが、絶縁処理をしない場合には、５．０ｍｍで白抜きの発生が確認され、３．０ｍｍ以下では白抜きが問題となるレベルとなることが確認された。
尚、図中、白抜けレベルは、○印：発生なし、△印：発生するが許容できるレベル、×印：白抜けが明らかに分かるレベル、とした。
【００５４】
すなわち、本実施例によれば、固定ブラシに絶縁塗膜処理を行うことで、固定ブラシと回転ブラシとの距離において、絶縁処理をしない場合少なくとも３ｍｍを超える寸法が必要であったものが、１ｍｍでも良好な結果が得られることが判明した。そのため、固定ブラシと回転ブラシとを接近して配置させることができ、その分、小型化されたトナー帯電制御装置を実現することができる。
尚、この結果からすれば、固定ブラシと回転ブラシとの最近接距離が絶縁塗膜処理を行うことで離れると共に、絶縁物が介在することによってリークが一層抑えられることが理解された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明に係るトナー帯電制御装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の画像形成装置の要部拡大図である。
【図４】実施の形態１のトナー帯電制御装置を示す説明図である。
【図５】実施の形態１のトナー帯電制御装置の作用を示す説明図である。
【図６】実施の形態２に係るトナー帯電制御装置を示す説明図である。
【図７】実施の形態３に係るトナー帯電制御装置を示す説明図である。
【図８】実施例１で用いられるパラメータを示す説明図である。
【図９】実施例１の結果を示す説明図である。
【図１０】実施例２の結果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…像担持体，２…帯電部材，３…上流側帯電制御部材，３ａ…可動要素，４…下流側帯電制御部材，５（５ａ，５ｂ）…制御電界，６…変動抑制手段
【図１】
2007033818.tif 000003
【図２】
2007033818.tif 000004
【図３】
2007033818.tif 000005
【図４】
2007033818.tif 000006
【図５】
2007033818.tif 000007
【図６】
2007033818.tif 000008
【図７】
2007033818.tif 000009
【図８】
2007033818.tif 000010
【図９】
2007033818.tif 000011
【図１０】
2007033818.tif 000012